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Le phare « étoile » d’Augustin Fresnel
La lumière des phares :
le phare « étoile » d’Augustin Fresnel
En août 1992, sur la colline de Chaillot, commençait la démolition du bâtiment historique du Service des phares. Construit sous le Second Empire, ce dépôt des phares abritait les ingénieurs et les agents qui, à la suite d’Augustin Fresnel (1788-1827) et de son frère Léonor (1790-1869), conduisaient la politique d’éclairage et de balisage des côtes de France. Une pièce du dépôt rassemblait une collection unique au monde d’appareils d’éclairage et de maquettes, placée sous la figure tutélaire d’Augustin Fresnel. Son buste, sculpté par David d’Angers, trônait au centre d’une frise peinte par Gérôme pour la décoration du musée.
Augustin Fresnel (1788-1827) Page de titre de ses Œuvres complètes, publiées en 3 tomes sous la direction de son frère Léonor © Musee national de la Marine ; Lentille de phare © Musée national de la Marine/A.Fux
Dès les années 1970, le Musée national de la Marine, voisin du service des phares, entreprit des démarches pour protéger les pièces les plus rares de cette collection. C’est ainsi que 36 objets furent mis en dépôt en 1973, à l’initiative de Luc-Marie Bayle, directeur du musée. Certains d’entre eux, dont la première grande optique lenticulaire de Fresnel, furent ensuite redéployées à Ouessant où un musée avait été ouvert à la fin des années 1980, dans l’ancienne salle des machines du phare du Créac’h. Cette collection dispersée entre Paris et Ouessant est sous la responsabilité patrimoniale du ministère de l’Écologie, dont fait désormais partie l’administration des phares.
En 1900, le dépôt et le musée des phares se situent à Paris, sur la colline de Chaillot © Collection Francis Dreyer
La lumière avant Fresnel
La préservation de cette collection est essentielle pour comprendre une rupture, à la fois technologique et sensible, dans la manière dont la lumière éclaira la route des marins. Jusqu’au dernier tiers du XVIIIe siècle, les rares phares allumés dans le monde sont signalés par des foyers de charbon, protégés ou non par des lanternes de fer. Le développement de l’éclairage urbain au siècle des Lumières bouleverse le monde des phares. Un entrepreneur du nom de Tourtille-Sangrain propose d’installer des réverbères à Saint-Mathieu (Finistère), puis à la Hève (Seine-Maritime). Ces appareils, composés de réflecteurs et de lampes à huile, équipent bientôt la petite dizaine de phares français de l’époque, dont la monumentale tour de Cordouan (1611), à l’entrée de l’estuaire de la Gironde.
Les innovations de Tourtille-Sangrain sont mal accueillies par les marins qui réclament par pétition le retour des feux à charbon. Les savants de l’Académie de Marine - le chevalier Borda (1733-1799) et le fabricant d’instruments scientifiques Étienne Lenoir (1744-1832) – conçoivent alors un appareil plus efficace, composé de réflecteurs paraboliques, de lampes à huile mécaniques et d’une machine de rotation. A la même époque, les ingénieurs anglais et écossais perfectionnent des appareils similaires en s’appuyant sur des compétences nouvelles dans le monde des phares : ingénieurs « lampistes », horlogers, fabricants d’appareil scientifique… Avec l’apparition d’appareils tournants, la lumière des phares devient un signal, fixe ou intermittent, permettant de distinguer les phares les uns des autres. Auparavant il fallait allumer deux feux à Chassiron, à la pointe de l’île d’Oléron, pour le distinguer du phare des Baleines (Île de Ré).
Un nouveau système d'éclairage
En 1811, une Commission des phares composée de savants, de marins et d’ingénieurs, est chargée de concevoir un système complet d’éclairage des côtes de France. En 1819, à l’initiative de François Arago, la Commission fait appel à Augustin Fresnel, qui en devient le secrétaire. Fresnel conduit une série d’expériences afin de prouver l’efficacité de nouveaux appareils utilisant des prismes de verre. L’idée – très simple – de Fresnel est de placer une source lumineuse au foyer d’une lentille afin de produire un faisceau de lumière. Fresnel ne conserve de la lentille que les surfaces utiles à la réfraction de la lumière, d’où son caractère « échelonné ».
Fig. 277. — Marche des rayons lumineux dans une lentille à échelons du système Fresnel.
Louis Figuier, Les Merveilles de la Science, Tome 4
Le problème de Fresnel n’est pas de dessiner son appareil mais de le faire construire, sa taille inédite posant des problèmes aux artisans verriers. Il fait appel à l’opticien Soleil, le bien nommé, pour concevoir des prototypes destinés à convaincre la Commission. Installés sur l’arc de Triomphe, les appareils de Fresnel et ses concurrents, les réflecteurs, sont comparés par des observateurs. Ces premiers appareils expérimentaux sont aujourd’hui conservés au Musée national de la Marine. Convaincue par Fresnel, la Commission autorise le démontage de l’appareil de Borda et Lenoir installé à Cordouan au profit du premier appareil lenticulaire. Celui-ci est opérationnel en juillet 1823.
Premier appareil lenticulaire à feu tournant installé au phare de Cordouan par A. Fresnel en 1823 © Musée des Phares et Balises de Ouessant, Phare du Creac'h ; Gustave Labat, Phare de Cordouan à marée basse,1909, aquarelle et encre rouge © Musee national de la Marine
Alors que nous parlons encore de lentilles de Fresnel dans les phares, il est important de comprendre en quoi la lumière produite par les premiers appareils lenticulaires était bien différente de celle dont nos yeux sont familiers. Éclairés par des lampes à huile à mèches concentriques, les appareils de Fresnel étaient infiniment moins puissants que nos optiques contemporaines. Les machines de rotation étaient lentes, si bien que la période d’apparition et de disparition du signal était de l’ordre de la minute. Pour Fresnel et ces contemporains, un phare produisait une lumière comparable à celle d’un objet céleste. Les observateurs faisaient ainsi référence à Jupiter ou à la Lune pour décrire la clarté des lentilles de Fresnel. Le signal émis du phare est décrit par un mot d’astronomie, l’éclipse. Enfin le classement des phares, du 1er au 4ème ordre selon leur portée, est inspiré par l’échelle de magnitude des étoiles.
Jules Michelet dans La Mer (1861) est celui qui décrit le mieux cette révolution des phares « étoiles » au début du XIXe siècle : « C’est la France, après ses grandes guerres, qui prit l’initiative des nouveaux arts de la lumière et de leur application au salut de la vie humaine. Armée du rayon de Fresnel [...], elle se fit une ceinture de ces puissantes flammes qui entrecroisent leurs lueurs, les pénètrent l’une par l’autre. Les ténèbres disparurent de la face de nos mers. Pour le marin qui se dirige d’après les constellations, ce fut comme un ciel de plus qu’elle fit descendre. »
Les « phares étoiles » disparaissent à la fin du XIXe siècle. L’introduction de nouvelles sources d’éclairage – le gaz, l’électricité – et l’accélération de la rotation des optiques, plongées dans des bains de mercure, créèrent des signaux plus violents et plus fréquents : un éclat blanc toutes les 5 secondes, trois éclats rouges toutes les 15 secondes... Ces « feux éclairs », selon l’expression de l’ingénieur Léon Bourdelles (1838-1899), constituent, aujourd’hui encore, l’une des bases de la « grammaire visuelle » de l’éclairage des côtes.
Cette exposition virtuelle est inspirée par l'exposition Phares ! organisée du 07 mars 2012 au 04 novembre 2012, Paris, Palais de Chaillot.
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Scénographie de l'exposition Phares !© Musée national de la Marine/S.Dondain
À lire : Vincent Guigueno, Les phares. Gardiens des côtes de France, Collection Découvertes Gallimard (n°580), Série Sciences et Techniques, Gallimard, 2012
Vincent Guigueno
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